Biología (08) · Unidad 3 — Metabolismo y membrana
Transporte pasivo: difusión y ósmosis
Lo que cruza la membrana a favor de su gradiente no gasta energía: es transporte pasivo. Pasa solo a través de la bicapa (difusión simple), por una proteína (difusión facilitada, por canales o transportadores), y el agua va de donde hay menos solutos a donde hay más: la ósmosis.
La explicación
El problema: las cosas se reparten solas
Si dejás caer una gota de tinta en un vaso de agua quieta, al rato el agua entera está teñida. Nadie revolvió: las moléculas se mueven al azar todo el tiempo, y por pura estadística terminan pasando de donde hay muchas a donde hay pocas. Eso es la difusión.
La diferencia de concentración entre dos lugares se llama gradiente. Moverse a favor del gradiente (de más a menos) no gasta energía: pasa solo. Moverse en contra la gasta, y eso es el transporte activo (tema 3.4).
Todo lo que cruza una membrana a favor de su gradiente, sin que la célula gaste energía, es transporte pasivo. Hay tres maneras.
1. Difusión simple: a través de la bicapa
Algunas moléculas cruzan directamente entre los fosfolípidos: las chicas y sin carga (O₂, CO₂, N₂) y las que se disuelven en grasa (liposolubles: las hormonas esteroides, el alcohol, muchos medicamentos). Se disuelven en el centro hidrofóbico y salen del otro lado.
Así entra el oxígeno a tus células y sale el CO₂. Cuanto más grande el gradiente, más rápido pasa; no hay ninguna proteína que se sature.
Los iones (Na⁺, K⁺, Cl⁻) y las moléculas polares grandes (la glucosa) no cruzan la bicapa sola: la carga o el tamaño se lo impiden.
2. Difusión facilitada: con ayuda de una proteína
Los iones y la glucosa también se mueven a favor de su gradiente, pero necesitan una proteína de membrana que les abra paso. Sigue siendo pasivo: la proteína no empuja, sólo facilita. Hay dos clases:
Transportadores (carriers): proteínas que se unen a la molécula de un lado, cambian de forma y la sueltan del otro. Son más lentos que los canales y se saturan: si hay mucho soluto, todos están ocupados y la velocidad deja de subir. Ejemplo: el GLUT, que hace entrar la glucosa a los glóbulos rojos y a las neuronas.
Un transportador que lleva una sola sustancia en un solo sentido se llama uniporte: el GLUT es un uniporte. Los que llevan dos a la vez (simporte, antiporte) se ven en el tema 3.4.
1. ¿Va a favor del gradiente? Pasivo. ¿En contra? Activo.
2. Si es pasivo: ¿es chica sin carga o liposoluble? Difusión simple. ¿Es ion o polar grande? Difusión facilitada.
3. Si es facilitada y la velocidad llega a un techo al subir la concentración, es un transportador (se satura).
3. Ósmosis: el agua que va hacia los solutos
Imaginá una membrana que deja pasar el agua pero no la sal. De un lado agua con poca sal, del otro agua con mucha sal. La sal no puede cruzar; el agua sí. El agua pasa del lado con menos solutos (donde hay, en proporción, más agua libre) al lado con más solutos. Eso es la ósmosis: la difusión del agua a través de una membrana semipermeable.
Una regla para no perderse: el agua va hacia donde hay más solutos, como si fuera a diluirlos. El agua cruza un poco a través de la bicapa y mucho más rápido por las acuaporinas.
La cantidad total de partículas disueltas se mide en osmoles (o miliosmoles, mOsm). Lo que cuenta es el número de partículas: un NaCl disuelto da dos (Na⁺ y Cl⁻), una glucosa da una. El interior de una célula humana tiene unos 300 mOsm/L.
Hipotónico, isotónico, hipertónico
Para saber qué le pasa a una célula en un medio se compara la concentración de solutos de afuera con la de adentro (de solutos que no cruzan la membrana):
Medio isotónico: la misma concentración. Entra tanta agua como sale: la célula no cambia. Es el suero fisiológico, NaCl al 0,9 %, por eso es lo que se pone en una vena.
Medio hipertónico: afuera hay más solutos. El agua sale. El glóbulo rojo en agua salada se arruga: crenación.
Una célula vegetal tiene pared, y eso cambia el final. En agua de la canilla (hipotónica) el agua entra, la vacuola se llena y empuja contra la pared, que no deja que reviente: la célula queda turgente, y la hoja, firme. En un medio hipertónico el agua sale, la vacuola se achica y la membrana se despega de la pared: plasmólisis. Por eso la lechuga con sal se pone mustia, y un tallo de apio flojo se recupera en un vaso de agua.
1. Calculá o compará los solutos de afuera y de adentro (contando partículas).
2. Nombrá el medio desde la célula: afuera menos = hipotónico; igual = isotónico; más = hipertónico.
3. El agua va hacia donde hay más solutos: entra (hipo), no cambia (iso), sale (hiper).
4. Animal: revienta (hemólisis) / igual / se arruga (crenación). Vegetal: turgente / flácida / plasmólisis.
Se ponen glóbulos rojos en tres tubos: A, con NaCl al 0,2 %; B, con sacarosa 0,3 M; C, con NaCl al 1,8 %. Adentro, los glóbulos rojos tienen unos 300 mOsm/L. ¿Qué le pasa a cada uno? Datos: el NaCl pesa 58,4 g/mol y da dos partículas al disolverse; la sacarosa no se disocia, y ninguno de los dos solutos cruza la membrana.
Primero, cuántos solutos hay afuera en cada tubo.
B, sacarosa 0,3 M: no se disocia, así que cada molécula es una partícula: 300 mOsm/L, lo mismo que adentro.
C, NaCl 1,8 %: 18 g por litro. 18 / 58,4 ≈ 0,308 mol/L, por dos partículas ≈ 616 mOsm/L: el doble que adentro.
Después, nombrar el medio y ver hacia dónde va el agua.
B: igual → isotónico → entra tanta agua como sale → no cambia: sigue siendo un disco bicóncavo. Fijate que no hace falta que el soluto sea el mismo de adentro: cuenta el número de partículas.
C: afuera hay más → hipertónico → el agua sale → el glóbulo rojo se arruga: crenación.
Dónde se pierde el punto: en pensar que en C «entra la sal y la célula se hincha». La sal casi no cruza; lo que se mueve es el agua, y va hacia afuera, donde hay más solutos.
Para conservar los pepinos, en una receta se los deja en salmuera (agua con mucha sal) varios días. Un amigo dice que la salmuera «le mete sal al pepino y por eso se ablanda». Explicá qué pasa con el agua de las células del pepino y por qué la salmuera además ayuda a que no se pudra.
Lo que manda es el agua, no la sal.
La sal. Con días de remojo algo de sal termina entrando, pero no es eso lo que ablanda primero: es la pérdida de agua.
Por qué no se pudre. Las bacterias y los hongos que pudren la comida también son células. En la salmuera también pierden agua por ósmosis y no pueden crecer. Lo mismo pasa con la carne salada y con los dulces muy azucarados: el azúcar también es un soluto.
Dónde se pierde el punto: en decir que la célula del pepino «revienta» o «se hincha». En un medio hipertónico el agua sale; y una célula vegetal no revienta nunca por ósmosis, porque la pared la contiene.
Dónde se cae la mayoría
- Decir que en la ósmosis el agua va de donde hay más solutos a donde hay menos. Es al revés: el agua va hacia donde hay más solutos.
- Nombrar el medio desde el punto de vista equivocado. «Hipotónico» es el medio de afuera, comparado con la célula: tiene menos solutos que ella, y el agua entra.
- Creer que la difusión facilitada gasta energía porque usa una proteína. Sigue siendo pasiva: va a favor del gradiente y la proteína sólo abre paso.
- Pensar que una célula vegetal en agua destilada revienta como un glóbulo rojo. La pared la contiene: queda turgente.
- Contar moléculas en lugar de partículas. Un NaCl disuelto da dos partículas; una glucosa, una. Por eso 0,15 M de NaCl equivale a 0,30 M de glucosa.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento y un simulador donde los números los elegís vos.
Practicar Transporte pasivo: difusión y ósmosis →Dónde entra este tema en el parcial
- Primer parcial — La lechuga mustia15 puntos · resuelto paso a paso
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